2022 Fiscal Year Research-status Report
温度環境変化への応答を担う新規の温度受容体候補SRHの神経生理学的解析
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21K06275
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
太田 茜 甲南大学, 理工学部, 特任研究講師 (50410717)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 温度受容体 / Gタンパク質共役型受容体 / サーモセンサー分子 / 線虫 / 低温耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
温度は生物の生存に必須の環境情報である。感覚神経の温度受容体としてTRPチャネルが知られているが、TRP以外の温度受容体については未解明の点が多い。本研究者は、これまでに温度情報が視覚と同様に三量体Gタンパク質(Gα)で伝達されることや(Ohta, Ujisawa et al., Nature commun, 2014)、DEG/ENaC型のメカノ受容体であるDEG-1が温度受容体として機能し、低温耐性を正に制御することを見つけた(Takagaki, Ohta et al., EMBO reports, 2020)。本研究では、Gα上流のGタンパク質共役型(GPCR)の温度受容体の単離を目指す。これまでに、新規の温度受容体候補として、GPCR SRHを単離したため、この分子が本当に新規サーモセンサー分子として機能するのかを生理学的に明らかにすることを目的として解析を進めている。また、遺伝学的解析から新規の温度情報伝達分子の同定も進めている。
当該年度は、GPCRであるSRHが実際に温度を受容しているかを、アフリカツメガエルの卵母細胞や昆虫の細胞系をもちいて生理学的に解析を進めた。その結果、アフリカツメガエルの卵母細胞ではSRHとその下流のGタンパク質を発現させると、卵母細胞自体の調子が悪くなり、電気生理学解析が困難であった。一方で、昆虫の細胞系にSRHを発現させたところ、温度に応答している結果が得られた。また、遺伝学的解析から温度受容情報伝達系に関わる新規の変異体が得られた。温度受容ニューロンにおける温度受容体を含む温度情報伝達の変異体を用いて、その温度応答性の低下が下流の神経回路に与える影響をカルシウムイメージング法で測定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、新規の温度受容体の単離を目指す。これまでに、新規の温度受容体候補として、GPCR SRHを単離したため、この分子が本当に新規サーモセンサー分子として機能するのかを遺伝学的解析と生理学的解析から研究を進めており、また、遺伝学的解析から新規の温度情報伝達分子の同定も進めている。当該年度は、GPCRであるSRHをアフリカツメガエルの卵母細胞や昆虫の細胞系をもちいて生理学的に解析を進めた。その結果、アフリカツメガエルの卵母細胞ではSRHとその下流のGタンパク質を発現させると、卵母細胞自体の調子が悪くなり、電気生理学解析が困難であった。一方で、昆虫の細胞系にSRHを発現させたところ、温度に応答している結果が得られた。また、遺伝学的解析から温度受容情報伝達系に関わる新規の変異体が得られた。このように、予定していた解析は行うことができたため、予定通りといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経系における温度受容に関与する分子として、TRP型チャネルが知られているが、それ以外の分子には未知の点が多い。本研究では、比較的解析の進んでいない三量体Gタンパク質を介した温度情報伝達機構の解明、特にGαの上流で機能する未知の温度受容体の単離を目指し下記の解析を進めている。低温耐性に関わる温度受容ニューロンASJでは、哺乳類の視覚・嗅覚系と同様の三量体Gタンパク質、グアニリル酸シクラーゼ、ホスホジエステラーゼ(PDE)、cGMP依存性チャネルが温度受容に関与することを見つけたが、一般的に、感覚ニューロンにおいてGαはGPCRにより活性化されることから、Gαの上流にはGPCR型の温度受容体(GPCR)が存在する可能性が考えられる。新規の温度受容体候補としてSRHが見つけたため、本研究ではSRHが新型のGPCR型サーモセンサー分子であるかを解析している。当該年度以降は、(1)SRHの温度応答性を従来のカルシウムイメージング解析だけでなく、cGMPイメージング解析なども用いて測定する。 (2)SRH以外の温度受容体候補GPCRに関しても、温度受容体であるかを遺伝学的解析および生理学解析から検証することを計画している。また、(3)遺伝学的解析から温度受容情報伝達系に関わる新規の変異体が得られたため、その原因遺伝子の同定も目指している。次年度はこれら(1)から(3)を主に進める予定である。
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| Causes of Carryover |
急激な円安の影響で購入を予定していた資材が想定外に急激に値上がりしたため、購入できないものが出てきた。そのため、次年度の研究費と合わせて購入予定である。
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